JP7440637B2 - プレコート鋼ブランク及び関連するブランクのレーザ切断 - Google Patents
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Description
主表面の少なくとも1つにプレコートを有する鋼基板を備えるプレコート鋼帯を設けるステップであって、プレコートが、金属間合金層と、前記金属間合金層の上に延びる金属層とを備え、金属層は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である、設けるステップと、
少なくとも1つのプレコート鋼ブランクを得るために、前記プレコート鋼帯をレーザ切断するステップであって、前記プレコート鋼ブランクが、レーザ切断操作から生じるレーザカットエッジ面を備え、前記レーザカットエッジ面は、基板部分及びプレコート部分を備える、レーザ切断するステップとを含み、
レーザ切断するステップは、切断操作から直接生じるレーザカットエッジの基板部分が15重量%以上の酸素含有量を有するように実行される、方法に関する。
レーザ切断は、少なくとも10重量%の酸素、最も好ましくは少なくとも18重量%の酸素を含有するアシストガスを使用して行われる、
レーザ切断は、アシストガスとして純酸素を用いて行われる、
アシストガスの体積%での酸素含有量と、レーザ切断操作に使用されるレーザの直線エネルギーの積は、0.09kJ/cm以上である、
ブラシング操作は、レーザカットエッジの少なくとも一部に対するレーザ切断後に実行されて、被ブラシングカットエッジを形成し、前記被ブラシングカットエッジは、被ブラシング基板部分と、少なくとも1つの被ブラシングプレコーティング部分とを含む、
被ブラシング基板部分の重量におけるアルミニウム含有量が6.0%未満である、
被ブラシングカットエッジは、レーザカットエッジの全長にわたって延在する、
被ブラシングカットエッジは、レーザカットエッジの一部のみにわたって延在する、
アシストガスの体積%での酸素含有量と、レーザ切断操作に使用されるレーザの直線エネルギーとの積が、0.03kJ/cm以上である。
第1及び第2のプレコート鋼ブランクを製造するステップであって、第1及び第2のプレコート鋼ブランクのうちの少なくとも1つが、前述の方法を使用して製造され、プレコート鋼ブランクの少なくとも1つにレーザカットエッジ又は被ブラシングカットエッジを形成する、製造するステップと、
前記プレコート鋼ブランク間に溶接継手を形成して溶接ブランクを得るために、第1のプレコート鋼ブランクの溶接縁部を第2のプレコート鋼ブランクの溶接縁部に突合せ溶接するステップであって、これにより、プレコート鋼ブランクの少なくとも1つのレーザカットエッジが溶接縁部となるように、第1及び第2のプレコート鋼ブランクを配置するステップを含む、突合せ溶接するステップ、を含む方法に関する。
溶接操作は、レーザ溶接操作である、
突合せ溶接するステップの前に、第1及び第2のプレコート鋼ブランクの少なくとも一方について、前記プレコート鋼ブランクの溶接縁部に隣接する除去領域内の金属層を除去するステップがある、
金属層の除去は、レーザ光を用いて行われる、
除去ステップの間、金属間合金層は、その高さの少なくとも一部にわたって除去領域内に残される、
レーザ溶接は、フィラーワイヤ又は粉末の添加を利用して行われる、
フィラーワイヤ又は粉末は、オーステナイト形成合金元素を含む。
溶接ブランクを得るために、前述の方法を実施するステップと、
少なくとも部分的にオーステナイト構造の前記溶接ブランクを得るために前記溶接ブランクを加熱するステップと、
プレス成形鋼部品を得るために、溶接ブランクをプレスにおいて熱間成形するステップと、
プレス硬化鋼部品を得るために、プレスにおいて鋼部品を冷却するステップとを含む、方法に関する。
冷却速度は、鋼ブランクの臨界マルテンサイト又はベイナイト冷却速度かそれを超えたものである。
その面の少なくとも1つにプレコート部を有する鋼基板部分であって、プレコート部は、金属間合金層部分と、金属間合金層部分の上に延びる金属層部分とを含み、金属層部分は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層、又はアルミニウム系合金の層であり、プレコート鋼ブランクの厚さは、0.5mm~5mmに含まれる、鋼基板部分と、
プレコート鋼ブランクの面の間に延在し、基板領域と少なくとも1つのプレコート領域とを含む少なくとも1つのレーザカットエッジ面とを含み、
レーザカットエッジの基板領域は、15%以上の重量の酸素含有量及び6.0%以下の重量のアルミニウム含有量を有する、プレコート鋼ブランクに関する。
その面の少なくとも1つにプレコート部を有する鋼基板部分であって、プレコート部は、金属間合金層部分と、金属間合金層部分の上に延びる金属層部分とを含み、金属層部分は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層、又はアルミニウム系合金の層であり、プレコート鋼ブランクの厚さは、0.5mm~5mmに含まれる、鋼基板部分と、
プレコート鋼ブランクの面の間に延在し、被ブラシング基板領域と少なくとも1つの被ブラシングプレコート領域とを含む少なくとも1つの被ブラシングカットエッジ表面とを含み、
被ブラシング基板領域の重量での酸素含有量は、0.5%以上であり、被ブラシング基板領域の重量でのアルミニウム含有量は6.0%未満である、プレコート鋼ブランクに関する。
第1及び第2のプレコート鋼ブランクであって、各プレコート鋼ブランクがその面の少なくとも1つにプレコート部を有する鋼基板部分を含み、プレコート部は、金属間合金層部分と、金属間合金層部分の上に延びる金属層部分とを含み、金属層部分は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層、又はアルミニウム系合金の層であり、プレコート鋼ブランクの厚さは、0.5mm~5mmに含まれる、第1及び第2のプレコート鋼ブランクと、
前記第1及び第2のプレコート鋼ブランクを接合する溶接領域と
を含む溶接ブランクであって、
溶接領域の重量でのアルミニウム含有量が、0.3%以下であり、溶接領域が、2マイクロメートル以下の直径を有する酸化アルミニウム粒子を少なくとも0.2体積%で含有する、溶接ブランクに関する。
溶接領域が、2マイクロメートル以下の直径を有する少なくとも0.4体積%の酸化アルミニウム粒子を含む。
0.10%≦C≦0.5%
0.5%≦Mn≦3%
0.1%≦Si≦1%
0.01%≦Cr≦1%
Ti≦0.2%
Al≦0.1%
S≦0.05%
P≦0.1%
B≦0.010%
を含み、残りは鉄及び製造に起因する不純物である。
0.15%≦C≦0.25%
0.8%≦Mn≦1.8%
0.1%≦Si≦0.35%
0.01%≦Cr≦0.5%
Ti≦0.1%
Al≦0.1%
S≦0.05%
P≦0.1%
B≦0.005%
を含み、残りは鉄及び製造に起因する不純物である。
0.040%≦C≦0.100%
0.80%≦Mn≦2.00%
Si≦0.30%
S≦0.005%
P≦0.030%
0.010%≦Al≦0.070%
0.015%≦Nb≦0.100%
Ti≦0.080%
N≦0.009%
Cu≦0.100%
Ni≦0.100%
Cr≦0.100%
Mo≦0.100%
Ca≦0.006%、
を含み、残りは鉄及び製造に起因する不純物である。
0.24%≦C≦0.38%
0.40%≦Mn≦3%
0.10%≦Si≦0.70%
0.015%≦AI≦0.070%
0%≦Cr≦2%
0.25%≦Ni≦2%
0.015%≦Ti≦0.10%
0%≦Nb≦0.060%
0.0005%≦B≦0.0040%
0.003%≦N≦0.010%
0.0001%≦S≦0.005%
0.0001%≦P≦0.025%
を含み、チタン及び窒素の含有量は、以下の関係
Ti/N>3.42
を満たし、
炭素、マンガン、クロム及びケイ素の含有量は、以下の関係
0.05%≦Mo≦0.65%
0.001%≦W≦0.30%%
0.0005%≦Ca≦0.005%
の1つ以上を含み、残りは鉄、及び製造から必然的に生じる不純物である。
-8%≦Si≦11%、
-2%≦Fe≦4%、
を含み、残りはアルミニウム及び可能な不純物である。
-ブラシ回転数:1180rpm
-Brush基準:Novofil(R)NH-S 80
前記被ブラシングカットエッジ17は、被ブラシング基板部分18と、少なくとも1つの被ブラシングプレコーティング部分19とを備える。例えば、プレコート鋼ブランク1が長方形の輪郭を有する場合、被ブラシングカットエッジ17は、長方形の一部の側のみ、例えば長方形の1つの側のみにわたって延在してもよい。
第1及び第2のプレコート鋼ブランク1を製造するステップであって、第1及び第2のプレコート鋼ブランク1のうちの少なくとも1つ、好ましくは第1のプレコート鋼ブランク1及び第2のプレコート鋼ブランク1が、上で開示された方法を使用して製造される、製造するステップと、
前記鋼ブランク1の間に溶接継手を形成し、溶接ブランクを得るために、第1及び第2のプレコート鋼ブランク1を突合せ溶接するステップと、を含む方法に関する。
上で開示された方法を使用して溶接ブランクを製造するステップと、
溶接ブランクを形成する鋼ブランク1において少なくとも部分的にオーステナイト構造を得るために、溶接ブランクを加熱するステップと、
プレス成形鋼部品を得るために、溶接ブランクをプレス内で熱間成形するステップと、
プレス硬化鋼部品を得るために、プレス内で鋼部品を冷却するステップとを含む方法に関する。
C:0.22%
Mn:1.16%
Al:0.03%
Si:0.26%
Cr:0.17%
B:0.003%
Ti:0.035%
S:0.001%
N:0.005%
を含み、残りは鉄及び精緻化に起因する可能な不純物である。
Si:9%
Fe:3%、
を含み、残りはアルミニウム及び精緻化に起因する可能な不純物である。
分析する長さ:3mm
電子ビームエネルギー:15keV~25keV。
走行速度:2.5m/分
周波数:6kHz
出力:450W
レーザ源:Rofin DQx45s
プレコート鋼ブランク1の一部に対してブラシング操作を行った。ブラシング操作は、以下のパラメータを使用して実施した:0.3ニュートンメートルのトルクを適用するモータにより、1180のRPMで動力を供給され、市販のNovofil(R)NH-S 80のブラシを使用して、10メートル/分で移動する7つのブラシでブラシングした。
フィラー線径:1mm
コリメーション/集束:200/200
繊維径:600マイクロメートル
保護ガス:ヘリウム(毎分15リットルの流量)
使用されたフィラーワイヤは、重量%で表される以下の組成を有する。
1.95%≦Mn≦2.05%
0.35%≦Si≦0.45%
0.95%≦Cr≦1.05%
0.15% Ti≦0.25%
残りは鉄、及び加工からの不可避の不純物である。
Claims (19)
- プレコート鋼ブランク(1)を製造するための方法であって、連続する、
主表面の少なくとも1つにプレコート(5)を有する鋼基板(3)を備えるプレコート鋼帯(2)を設けるステップであって、前記プレコート(5)が、金属間合金層(9)と、前記金属間合金層(9)の上に延びる金属層(11)とを備え、前記金属層(11)は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層又はアルミニウム系合金の層である、設けるステップと、
少なくとも1つのプレコート鋼ブランク(1)を得るために、前記プレコート鋼帯(2)をレーザ切断するステップであって、前記プレコート鋼ブランク(1)が、当該レーザ切断操作から生じるレーザカットエッジ面(13)を備え、前記レーザカットエッジ面(13)は、基板部分(14)及びプレコート部分(15)を備える、レーザ切断するステップとを含み、
前記レーザ切断するステップは、少なくとも10重量%の酸素を含有するアシストガスを使用して、当該切断操作から直接生じる前記レーザカットエッジ(13)の前記基板部分(14)が15重量%以上の.
酸素含有量を有するように実行される、方法。 - 前記レーザ切断するステップが、少なくとも18重量%の酸素を含有するアシストガスを使用して行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ切断が、アシストガスとして純酸素を使用して行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記アシストガスの体積%での前記酸素含有量と、前記レーザ切断操作に使用される前記レーザの直線エネルギーの積が、0.09kJ/cm以上である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザカットエッジ(13)の少なくとも一部に対する前記レーザ切断後にブラシング操作が実行されて、被ブラシングカットエッジ(17)を形成し、前記被ブラシングカットエッジ(17)が、被ブラシング基板部分(18)と、少なくとも1つの被ブラシングプレコーティング部分(19)とを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記被ブラシング基板部分(18)の重量におけるアルミニウム含有量が6.0%未満である、請求項5に記載の方法。
- 前記被ブラシングカットエッジ(17)が、前記レーザカットエッジ(13)の全長にわたって延在する、請求項5に記載の方法。
- 前記被ブラシングカットエッジ(17)が、前記レーザカットエッジ(13)の一部のみにわたって延在する、請求項5に記載の方法。
- 前記アシストガスの体積%での前記酸素含有量と、前記レーザ切断操作に使用される前記レーザの直線エネルギーの積が、0.03kJ/cm以上である、請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
- 溶接ブランクを製造するための方法であって、
第1及び第2のプレコート鋼ブランク(1)を製造するステップであって、前記第1及び前記第2のプレコート鋼ブランク(2)のうちの少なくとも1つが、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法を使用して製造され、前記プレコート鋼ブランク(2)の少なくとも1つにレーザカットエッジ(13)又は被ブラシングカットエッジ(17)を形成する、製造するステップと、
前記プレコート鋼ブランク間に溶接継手を形成して溶接ブランクを得るために、前記第1のプレコート鋼ブランク(1)の溶接縁部を前記第2のプレコート鋼ブランク(1)の溶接縁部に突合せ溶接するステップであって、これにより、前記プレコート鋼ブランク(2)の少なくとも1つの前記レーザカットエッジ(13)又は前記被ブラシングカットエッジ(17)が溶接縁部となるように、前記第1及び第2のプレコート鋼ブランクを配置するステップを含む、突合せ溶接するステップ、を含む、方法。 - 前記溶接操作がレーザ溶接操作である、請求項10に記載の方法。
- 前記突合せ溶接するステップの前に、前記第1及び第2のプレコート鋼ブランク(2)の少なくとも一方について、前記プレコート鋼ブランク(1)の前記溶接縁部に隣接する除去領域(25)の金属層(11’)を除去するステップをさらに含む、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記金属層(11’)の前記除去が、レーザビームを使用して行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記除去するステップの最中に、金属間合金層(9’)が、その高さの少なくとも一部にわたって前記除去領域(25)に残される、請求項13に記載の方法。
- 前記レーザ溶接が、フィラーワイヤ又は粉末の添加を使用して行われる、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィラーワイヤ又は粉末が、オーステナイト形成合金元素を含む、請求項15に記載の方法。
- プレス硬化鋼部品を製造するための方法であって、連続する、
溶接ブランクを得るために、請求項10から16のいずれか一項に記載の方法を実施するステップと、
少なくとも部分的にオーステナイト構造の前記溶接ブランクを得るために前記溶接ブランクを加熱するステップと、
プレス成形鋼部品を得るために、前記溶接ブランクをプレスにおいて熱間成形するステップと、
プレス硬化鋼部品を得るために、前記プレスにおいて前記鋼部品を冷却するステップとを含む、方法。 - 前記冷却速度が、前記鋼ブランクの臨界マルテンサイト速度又はベイナイト冷却速度と同じかそれを超えている、請求項17に記載の鋼部品の製造方法。
- プレコート鋼ブランク(1)であって、
その面の少なくとも1つにプレコート部(5’)を有する鋼基板部分(3’)であって、前記プレコート部(5’)は、金属間合金層部分(9’)と、前記金属間合金層部分(9’)の上に延びる金属層部分(11’)とを含み、前記金属層部分(11’)は、アルミニウムの層、アルミニウム合金の層、又はアルミニウム系合金の層であり、前記プレコート鋼ブランク(1)の厚さは、0.5mm~5mmに含まれる、鋼基板部分(3’)と、
前記プレコート鋼ブランク(1)の前記面の間に延在し、基板部分(14)と少なくとも1つのプレコート部分(15)とを含む少なくとも1つのレーザカットエッジ(13)とを含み、
前記レーザカットエッジの前記基板部分(14)は、15%以上の重量の酸素含有量及び6.0%以下の重量のアルミニウム含有量を有する、プレコート鋼ブランク。
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